JP2016044740A - 伸縮アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】送りねじ軸と送りナットとの摺動部位のねじ面に発生するくさび効果による異音や騒音の発生を低減すること。【解決手段】雄ねじ部材１１２と雌ねじ部材１１４とからなる送りねじ機構４８と、送りねじ機構４８によって変位する出力ロッド３２とを有し、雄ねじ部材１１２と一体的に形成された入力フランジ８６の外周面を支持する弾性軸受２００が設けられ、弾性軸受２００は、周方向の少なくとも一部にスリットが形成される樹脂製リングと、樹脂製リングの外径面に装着されて与圧を付与するＯリングとを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、送りねじ軸と送りねじ軸に螺合する送りナットとからなり、電動機の回転運動を往復直線運動に変換する送りねじ機構と、電動機の出力を送りねじ機構に伝達する弾性カップリングと、送りねじ機構によって変位する出力ロッドとを有する伸縮アクチュエータに関する。

従来技術として、例えば、特許文献１には、ホイールガイド部材の長さを調節するために、モータの回転運動をプッシュロッド（出力軸）の往復直線運動に変換するボールねじ機構が開示されている。

このボールねじ機構は、プッシュロッドと一体に同軸に形成されるボールねじ軸と、ボールねじ軸に外嵌されるねじ付ナットと、ボールねじ軸とねじ付ナットとの間で転動する複数のボールとから構成されている。

特表２０１２−５１１４６５号公報

ところで、特許文献１に開示された構造では、ボールねじ機構が用いられているが、製造コストを削減するために、ボールねじ軸に代替して、例えば、台形ねじ等の送りねじ機構に置き換える必要がある。

送りねじ機構を用いた場合、例えば、送りねじ機構に対し、送りねじ軸の軸方向と略直交する方向の横荷重が付与された場合、送りねじ軸の山部と送りナットの谷部とが嵌合する。この結果、送りねじ軸と送りナットとの摺動部位のねじ面には、くさび効果（wedge effect）が発生して摩擦力の大きさが不安定な状態となり、それに伴った振動による異音が発生するおそれがある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、送りねじ軸と送りナットとの摺動部位のねじ面に発生するくさび効果による異音や騒音の発生を低減することが可能な伸縮アクチュエータを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、送りねじ軸と前記送りねじ軸に螺合する送りナットとからなり、電動機の回転運動を往復直線運動に変換する送りねじ機構と、前記電動機の出力を前記送りねじ機構に伝達する弾性カップリングと、前記送りねじ機構によって変位する出力ロッドとを有する伸縮アクチュエータにおいて、前記送りねじ機構を支持するスリット付軸受が設けられ、前記スリット付軸受は、周方向の少なくとも一部にスリットが形成されるスリット形成部材と、前記スリット形成部材の外径面に装着されて与圧を付与するＯリングとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、送りねじ軸と弾性カップリングとによって構成されるばねマス系の振動系において、送りねじ軸と送りナットとの摺動面のねじ面に摩擦力を強制力として発生する強制振動（回転振動）を、スリット付軸受を構成するＯリングの摩擦力によって抑制することができる。これにより、例えば、伸縮アクチュエータの作動時に送りねじ軸と送りナットとの摺動部位のねじ面に発生するくさび効果による振動を抑制することで、異音や騒音の発生を低減することができる。この結果、本発明に係る伸縮アクチュエータを車両に搭載した場合、静粛性の高い車両を得ることができる。

また、本発明によれば、スリット付軸受を構成するＯリングにより弾性的に摩擦力を付与する構造であるため、スリット形成部材が摩耗しても摩擦力が僅かに低減するだけである。従って、本発明では、スリット付軸受による振動抑制の持続期間を長期間とすることができ、長期間にわたって使用される車両に搭載される伸縮アクチュエータとしては、好適な状態を長期間にわたって保持することができる。

さらに、本発明によれば、スリット付軸受を、例えば、送りねじ機構の比較的に外径が大きな部位に配置する場合、少ない摩擦力によって摩擦トルクを発生するため、スリット付軸受への負荷が少なく耐久的な摩耗を少なくすることができる。これにより、本発明では、スリット付軸受による振動抑制の持続期間をより一層長期化することができる。

さらにまた、本発明によれば、スリット付軸受は弾性軸受として機能するため、送りナットに対する送りねじ軸の同軸度のずれや偏芯運動をする場合であっても、スリット付軸受が追従変位して摩擦力を付与することができるため、製造精度や組付精度が高くなくても適用することができる。従って、部品の加工が容易となり生産性を向上させることができる。これにより、製造コストを低減して、廉価な製品を大量に供給することができる。

さらにまた、本発明によれば、スリット付軸受を、例えば、送りねじ軸の先端部位に配置する場合、送りねじ軸の回転方向の振動を抑制することができると共に、送りねじ軸の軸線に対する曲げ方向の振動（曲げ振動）も抑制することができる。これにより、本発明では、伸縮アクチュエータのより高い振動レベルを低減することができ、より一層静粛性が高い車両を得ることができる。

また、本発明は、前記スリット形成部材に、断面略Ｒ状又は断面テーパ状の面取り部が設けられ、前記面取り部は、前記Ｏリングとの接触面側で周方向に沿った前記スリットの端面に設けられることを特徴とする。

本発明によれば、Ｏリングとの接触面側で周方向に沿ったスリットの端面に面取り部を設けることで、例えば、線膨張によってスリット形成部材が伸びるとき、Ｏリングを円滑に押し退けて変形することができる。これにより、スリット形成部材によるＯリングの噛み込みを防止することができる。

さらに、本発明は、前記スリット形成部材及び前記Ｏリングを収納する収納溝が形成され、前記スリット形成部材は、前記Ｏリングとの接触面側に、前記送りねじ軸の軸線と交差する傾斜面を有することを特徴とする。

本発明によれば、スリット形成部材のＯリングとの接触面側に傾斜面を形成することで、Ｏリングが傾斜面に沿って収納溝内で偏位する。これにより、Ｏリングでスリット形成部材を押圧する力が発生し、この押圧力によって収納溝内におけるスリット形成部材のガタツキを防止することができる。

本発明では、送りねじ軸と送りナットとの摺動部位のねじ面に発生するくさび効果による異音や打音の発生を低減することが可能な伸縮アクチュエータを得ることができる。

本発明の実施形態に係るトーコントロールアクチュエータが組み込まれたリヤサスペンション装置の斜視図である。 図１の矢印Ａ方向からみた矢視図である。 本発明の第１実施形態に係るトーコントロールアクチュエータの軸線Ｌ方向に沿った縦断面図である。 トーコントロールアクチュエータを構成する遊星歯車機構の分解斜視図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿った拡大縦断面図である。 （ａ）は、キャリア側から見た弾性カップリングの拡大正面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿った拡大断面図、（ｃ）は、（ａ）のＶＩＣ−ＶＩＣ線に沿った拡大断面図である。 （ａ）は、雄ねじ部材と一体に形成された入力フランジの外径側に弾性軸受を配置した状態を示す拡大断面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線に沿った断面図である。 第１実施形態における振動系のモデルを示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係るトーコントロールアクチュエータの軸線Ｌ方向に沿った縦断面図である。 （ａ）は、雄ねじ部材の軸方向に沿った先端部の外周面に弾性軸受を配置した状態を示す拡大断面図、（ｂ）は、（ａ）のＸＢ−ＸＢ線に沿った断面図、（ｃ）は、（ｂ）のＣ部の部分拡大断面図である。 第２実施形態における振動系のモデルを示す模式図である。 （ａ）は、図１０の弾性軸受の第１変形例を示す拡大断面図、（ｂ）は、（ａ）のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線に沿った断面図である。 （ａ）は、図１０の弾性軸受の第２変形例を示す拡大断面図、（ｂ）は、（ａ）のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線に沿った断面図である。 本発明の第３実施形態に係るトーコントロールアクチュエータの軸線Ｌ方向に沿った縦断面図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るトーコントロールアクチュエータが組み込まれたリヤサスペンション装置の斜視図、図２は、図１の矢印Ａ方向からみた矢視図である。なお、各図中に矢印で示される、「前後」は、車両の前後方向を示し、「上下」は、車両の上下方向（鉛直方向）を示し、「左右」は、左右方向（車幅方向）を示している。

図１及び図２に示されるリヤサスペンション装置１０は、ダブルウィッシュボーン式からなり、図示しない四輪操舵車両の左後輪に配置されている。このリヤサスペンション装置１０は、後輪Ｗを回転自在に支持するナックル１２と、ナックル１２を上下動可能に車体フレームに連結するアッパアーム１４及びロアアーム１６と、後輪Ｗのトー角を制御すべくナックル１２及び図示しない車体フレームを連結するトーコントロールアクチュエータ（伸縮アクチュエータ）１８と、後輪Ｗの上下動を緩衝する懸架ばね付きダンパ２０を含んで構成されている。

アッパアーム１４及びロアアーム１６の基端は、それぞれゴムブッシュジョイント２２ａ、２２ｂによって図示しない車体フレームに連結されている。アッパアーム１４及びロアアーム１６の先端は、それぞれボールジョイント２４ａ、２４ｂを介してナックル１２の上部及び下部に連結されている。

トーコントロールアクチュエータ１８の基端は、ゴムブッシュジョイント２６ａを介して図示しない車体フレームに連結されている。トーコントロールアクチュエータ１８の先端は、ゴムブッシュジョイント２６ｂを介してナックル１２の後部に連結されている。

懸架ばね付きダンパ２０の上端は、車体（図２に示すサスペンションタワーの上壁２８）に固定されている。懸架ばね付きダンパ２０の下端は、ゴムブッシュジョイント２６ｃを介してナックル１２の上部に連結されている。

トーコントロールアクチュエータ１８を伸長方向に駆動すると、ナックル１２の後部が車幅方向外側に押されて後輪Ｗのトー角がトーイン方向に変化する。一方、トーコントロールアクチュエータ１８を収縮方向に駆動すると、ナックル１２の後部が車幅方向内側に引っ張られて後輪Ｗのトー角がトーアウト方向に変化する。従って、図示しないステアリングホイールの操作による通常の前輪の操舵に加えて、車速やステアリングホイールの操舵角に応じて後輪Ｗのトー角を制御することで、車両の直進安定性能や旋回性能を向上させることができる。

次に、図３〜図６に基づいて、トーコントロールアクチュエータ１８の構造を以下詳細に説明する。

図３は、本発明の第１実施形態に係るトーコントロールアクチュエータの軸線Ｌ方向に沿った縦断面図、図４は、トーコントロールアクチュエータを構成する遊星歯車機構の分解斜視図、図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿った拡大縦断面図、図６（ａ）は、キャリア側から見た弾性カップリングの拡大正面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿った拡大断面図、図６（ｃ）は、図６（ａ）のＶＩＣ−ＶＩＣ線に沿った拡大断面図である。

図３に示されるように、トーコントロールアクチュエータ１８は、車体フレーム側に連結されるゴムブッシュジョイント２６ａが一体に設けられた第１ハウジング３０ａと、ナックル１２側に連結されるゴムブッシュジョイント２６ｂが一体に設けられた出力ロッド３２を伸縮自在に支持する第２ハウジング３０ｂとを備える。第１ハウジング３０ａ及び第２ハウジング３０ｂの対向部は、シール部材３４を介してインロー嵌合した状態で、各々の結合フランジ３６ａ、３６ｂを複数のボルト３８で締結することにより一体的に結合されている。

第１ハウジング３０ａの内部の室４０ａには、駆動源となるブラシ付きのモータ（電動機）４２と、減速機として機能する遊星歯車機構４４（図４参照）とが収納されている。第２ハウジング３０ｂの内部の室４０ｂには、弾性カップリング４６と、台形ねじを用いた送りねじ機構４８とが収納されている。これらのモータ４２、遊星歯車機構４４、弾性カップリング４６、及び、送りねじ機構４８は、それぞれ、トーコントロールアクチュエータ１８の軸線Ｌ上に直列に配置されている。

モータ４２は、第１ハウジング３０ａ側に固定される環状のステータ５０と、ステータ５０内で回転可能に支持されるロータ５２とを備える。モータ４２の外郭は、フランジ５４を有するカップ状に形成されたヨーク５６と、ヨーク５６のフランジ５４に突き当てられて固定されるベアリングホルダ５８とによって構成されている。ロータ５２は、棒状の回転軸（モータ軸）６０を有する。回転軸６０の一端は、ヨーク５６の底部に設けられたボールベアリング６２ａに回転自在に支持されている。回転軸６０の他端は、ベアリングホルダ５８に設けられたボールベアリング６２ｂに回転自在に支持されている。

ベアリングホルダ５８の内面には、回転軸６０の外周面に係止されて回転軸６０と一体的に回転するコミュテータ６４に摺接するブラシ６６が支持されている。ブラシ６６から延在してブラシ６６と電気的に接続される導線６８は、第１ハウジング３０ａに設けられたグロメット７０を介して第１ハウジング３０ａの外部に引き出されている。

図３及び図４に示されるように、遊星歯車機構４４は、第１ハウジング３０ａの略円筒状の開口部７２内に嵌合して固定されるリングギヤ７４と、モータ４２の回転軸６０の先端に直接形成されたサンギヤ７６と、リングギヤ７４よりも小径で略円板状に形成されるキャリア７８と、キャリア７８の支持孔１０２に圧入されて片持ち支持される３本のピニオンピン８０と、各ピニオンピン８０を介して回転自在に支持され、リングギヤ７４及びサンギヤ７６に対して同時に噛合する３つのピニオン８４とから構成されている。遊星歯車機構４４は、入力部材であるサンギヤ７６の回転運動を、出力部材であるキャリア７８に対して減速して伝達する機能を有する。

遊星歯車機構４４の出力部材であるキャリア７８は、送りねじ機構４８の入力部材である入力フランジ８６と弾性カップリング４６を介して連結されている。

キャリア７８は、略円板状を呈し、弾性カップリング４６に対向する円形状の第１端面７９と、第１端面７９の反対側でピニオン８４側に臨む円形状の第２端面８１とを有する。キャリア７８の第１端面７９には、周方向に沿って等角度離間する４個の爪部（第１爪部）８５が配置されている。この４つの爪部８５は、軸線Ｌ方向に沿って送りねじ機構４８側に向かって突出している。

図４に示されるように、弾性カップリング４６は、例えば、シリコーンゴム等のゴム体や樹脂体等で形成されている。この弾性カップリング４６は、単一の環状部４６ａと、複数の腕部４６ｂとが一体的に構成されている。環状部４６ａは、リング状からなり、その中心に円形の貫通孔９２が形成されている。複数（図４中では８つを例示）の腕部４６ｂは、環状部４６ａの外周面に所定角度だけ離間して配置され、環状部４６ａの外周面から半径外方向に放射状に突出するように配置されている。互いに隣接する腕部４６ｂ、４６ｂの間には、正面視して略Ｖ字状の溝部からなる谷部４６ｃが設けられている。

弾性カップリング４６の貫通孔９２には、コイルスプリング９４が挿通されている。このコイルスプリング９４の一端は、キャリア７８に当接し、コイルスプリング９４の他端は、入力フランジ８６に当接している（図３参照）。コイルスプリング９４のばね力によってキャリア７８と入力フランジ８６とが互いに離間する方向に付勢されている。

弾性カップリング４６の腕部４６ｂの先端側には、複数の突出部９６が設けられている。複数の突出部９６は、周方向に略等角度離間して８つ配置されている。８つの突出部９６のうち、キャリア７８と対向する腕部４６ｂの側面には、隣接する腕部４６ｂの１つおきに４本の突出部９６ａがそれぞれ突出して配置され、入力フランジ８６と対向する腕部４６ｂの側面には、隣接する腕部４６ｂの１つおきに４本の突出部９６ｂがそれぞれ配置されている。

換言すると、弾性カップリング４６の腕部４６ｂの先端側には、８つの突出部９６のうち、キャリア７８側に向かって突出する突出部９６ａと、入力フランジ８６側に向かって突出する突出部９６ｂとが交互に配置されている。キャリア７８側に向かって突出する突出部９６ａは、キャリア７８の第１端面７９と当接可能に設けられていると共に、入力フランジ８６側に向かって突出する突出部９６ｂは、入力フランジ８６の対向面９８と当接可能に設けられている。

図３に示されるように、入力フランジ８６は、略円板状からなり、その外周部の表裏両面を一対のスラストベアリング８８ａ、８８ｂに挟持されることで、回転自在に支持されている。一対のスラストベアリング８８ａ、８８ｂは、第２ハウジング３０ｂの内周面に締結される環状のロックナット９０により第２ハウジング３０ｂに保持されている。一対のスラストベアリング８８ａ、８８ｂのうち、一方のスラストベアリング８８ｂは、第２ハウジング３０ｂと入力フランジ８６との間のスラスト荷重を支持し、他方のスラストベアリング８８ａは、ロックナット９０と入力フランジ８６との間のスラスト荷重を支持する。

図４に示されるように、軸線Ｌ方向においてキャリア７８と対向する入力フランジ８６の対向面９８には、４個の爪部１００が周方向に沿って等角度離間して配置されていると共に、弾性カップリング４６側（キャリア７８側）に向かって所定長だけ突出している。なお、キャリア７８の第１端面７９に設けられる４個の爪部８５と、入力フランジ８６の対向面９８に設けられる４個の爪部１００とは、周方向においてその位相が約４５度だけずれるように配置されている（図５参照）。

さらに、図６（ａ）に示されるように、弾性カップリング４６の腕部４６ｂの径方向外端部には、キャリア７８側と入力フランジ８６側とに向かって交互に突出する複数の突出部９６が設けられている。この場合、図６（ｂ）、図６（ｃ）に示されるように、複数の突出部９６が支点となって腕部４６ｂを弾性変形（撓曲）させる。このとき支点となる突出部９６に発生する反力が、入力フランジ８６を基準としてキャリア７８を軸線Ｌ方向に付勢することで、キャリア７８の倒れを防止することができる。なお、図５に示されるように、複数の突出部９６ａ、９６ｂは、キャリア７８の爪部８５と入力フランジ８６の爪部１００との間に周方向に沿って配置されている。

ピニオンピン８０とピニオン８４との間には、例えば、すべり軸受けやニードル軸受け等の軸受部材（図示せず）が介装されている。この軸受部材によって回転自在に支持されるピニオン８４の厚さは、ピニオンピン８０の軸方向の長さよりも大きく設定されている。このため、ピニオン８４の端面（外周に形成された歯部と略直交する面）が、キャリア７８の第２端面８１とリングギヤ７４の内径フランジ部７４ａとの間で挟持されることによって、ピニオン８４の取付姿勢を制御することができる。

弾性カップリング４６の８つの谷部４６ｃには、キャリア７８の４個の爪部８５が一つおきに係合すると共に、キャリア７８の爪部８５と異なる位相で、入力フランジ８６の４個の爪部１００が一つおきに係合する。すなわち、図５に示されるように、弾性カップリング４６の８つの谷部４６ｃには、キャリア７８の爪部８５と入力フランジ８６の爪部１００とが周方向に沿って交互に係合する。

従って、キャリア７８の回転トルクは、キャリア７８の爪部８５から、弾性カップリング４６の腕部４６ｂと、入力フランジ８６の爪部１００を介して、入力フランジ８６に伝達される。その際、弾性体で構成された弾性カップリング４６が、その弾発力によって弾性変形することで、キャリア７８及び入力フランジ８６間の軸線のズレ（芯ズレ）を吸収すると共に、回転トルクの急変を吸収して円滑な動力伝達を遂行することができる。

図４に示されるように、キャリア保持部材１０６は、金属板をプレス加工したものであり、図示しないボルトを介してリングギヤ７４に締結される。このキャリア保持部材１０６は、環状の平板からなる本体部１０６ａと、本体部１０６ａの内周を断面Ｌ字状に折り曲げたフランジ部１０６ｂとを有する。

図３に示されるように、第２ハウジング３０ｂの軸線Ｌ方向の中間部の内周面には、第１スライドベアリング１０８ａが固定されている。また、第２ハウジング３０ｂの軸線Ｌ方向の端部に螺合するエンド部材１１０の内周面には、第２スライドベアリング１０８ｂが固定されている。この第１スライドベアリング１０８ａ及び第２スライドベアリング１０８ｂによって、出力ロッド３２が軸線Ｌ方向に沿って摺動自在に支持されている。

送りねじ機構４８は、入力フランジ８６の回転運動を出力ロッド３２の往復直線運動に変換する機能を有する。図３に示されるように、この送りねじ機構４８は、入力フランジ８６と一体に形成され外周面に雄ねじが形成された雄ねじ部材１１２と、雄ねじ部材１１２の雄ねじと螺合する雌ねじを内周面の一部に有し、中空の出力ロッド３２の内周面に嵌合して出力ロッド３２に固定される雌ねじ部材（送りナット）１１４とを備える。なお、一体的に構成される入力フランジ８６及び雄ねじ部材１１２は、送りねじ軸として機能するものである。

図３に示されるように、雄ねじ部材１１２の外周面には、雄ねじ部１１２ａが設けられている。この雄ねじ部１１２ａは、山部１２９と谷部１３１とを有する。雌ねじ部材１１４は、略円筒体からなり、ロックナット１１５を介して出力ロッド３２の内周面に固定されている。雌ねじ部材１１４の内周面には、雌ねじ部１１４ａが設けられている。雌ねじ部１１４ａは、山部１２１と谷部１２３と有する。なお、雄ねじ部１１２ａと雌ねじ部１１４ａとの間には、図示しない潤滑油が塗布されている。また、後記する図９及び図１４では、雄ねじ部１１２ａ及び雌ねじ部１１４ａの図示を省略している。

図７（ａ）は、雄ねじ部材と一体に形成される入力フランジの外径側に弾性軸受を配置した状態を示す拡大断面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線に沿った断面図、図８は、第１実施形態における振動系のモデルを示す模式図である。

雄ねじ部材１１２の外径と比較して大径に形成された入力フランジ８６は、弾性軸受（スリット付軸受）２００によって回転自在に支持されている（図３参照）。図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、この弾性軸受２００は、略リング状からなる周方向の少なくとも一部にスリット２０２が形成される樹脂製リング（スリット形成部材）２０４と、樹脂製リング２０４の外径面に装着されて与圧を付与するゴム製のＯリング２０６とを備える。樹脂製リング２０４及びＯリング２０６は、例えば、第２ハウジング３０ｂの内壁に形成された断面略矩形状の環状溝（収納溝）２０８内に収納されている。樹脂製リング２０４は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やテフロン（登録商標）等の樹脂材料によって形成されることが好ましい。

樹脂製リング２０４の内周面２０４ａは、入力フランジ８６の外周面８６ａと当接して摺動可能に設けられている。入力フランジ８６との摺動面に樹脂製リング２０４を用いることで、静摩擦係数と動摩擦係数との差が小さくなり、スティックスリップ現象の発生を抑制することができる。また、樹脂製リング２０４の外径側にゴム製のＯリング２０６を装着することで、ゴムの材質や環状溝２０８の溝深さを変えることによりゴムのつぶし代を容易に変更可能なので、ばねレートや減衰係数に選択の自由度を設けることができ、振動低減時に微調整を行なうことが容易となる。さらに、入力フランジ８６の芯ずれや偏芯運動に対しても、そのずれ分をＯリング２０６の弾性力で吸収することができる。

図７（ｂ）に示されるように、樹脂製リング２０４の周方向に沿った少なくとも一部には、樹脂製リング２０４の一端２０４ｂと他端２０４ｃとを所定距離だけ離間させるスリット２０２が形成されている。このスリット２０２によって、Ｏリング２０６には、樹脂製リング２０４の内径側（入力フランジ８６側）に向かって断面略円弧状に盛り上がった膨出部２１０が形成される。換言すると、樹脂製リング２０４のスリット２０２の部分では、Ｏリング２０６が樹脂製リング２０４からの荷重を受けることがなくつぶれないため、スリット２０２の部分だけＯリング２０６が盛り上がる。この膨出部２１０では、Ｏリング２０６の他の部位と比較して樹脂製リング２０４から付与される変形量が小さくなる。

モータ４２の回転駆動力が伝達されて入力フランジ８６が所定方向に回転するとき、Ｏリング２０６の膨出部２１０が樹脂製リング２０４のスリット２０２と係合して樹脂製リング２０４の周方向への回り止めがなされる。すなわち、入力フランジ８６に対する樹脂製リング２０４の共回りを、Ｏリング２０６の膨出部２１０によって抑制することができる。これにより、入力フランジ８６に対する樹脂製リング２０４の相対的回転が抑制される。従って、樹脂製リング２０４とＯリング２０６との間で滑りが発生しないため、Ｏリング２０６の摩耗を抑制し、長期間にわたって安定した与圧を付与することができる。

図８に示されるように、弾性カップリング４６、入力フランジ８６、及び、雄ねじ部材１１２によって構成されるばねマス系に対して、弾性軸受２００は、入力フランジ８６の外周面８６ａに摩擦減衰力Ｆ_０を付与する摩擦要素として機能する。入力フランジ８６の外周面８６ａはその外径が大きいので摩擦減衰力Ｆ_０が小さくても、摩擦トルクを大きく設定することができる。従って、入力フランジ８６の外周面に弾性軸受２００を配置する場合、入力フランジ８６の外周面８６ａと樹脂製リング２０４の内周面２０４ａとの間の摩擦減衰力Ｆ_０を小さく設定することができるので、長期間使用しても摩耗量が少なく、良好な状態を長期間保持することができる。

なお、図８において、「Ｔ」は、スティックスリップ現象の強制力によって発生する雄ねじ部材１１２の回転トルク、「κ_０」は、弾性カップリング４６の捩じりばね定数、「Ｆ_０」は、入力フランジ８６の外周面８６ａと樹脂製リング２０４の内周面２０４ａとの間に発生する摩擦減衰力をそれぞれ示している。

図３に戻って、出力ロッド３２の外周には、環状のストッパ１１６が装着されている。出力ロッド３２が伸長方向に向かって最大位置まで変位したとき、ストッパ１１６が第２ハウジング３０ｂに固定されたエンド部材１１０と当接することにより、その変位が規制されてストッパ機能が発揮される。このストッパ１１６を設けることにより、出力ロッド３２が第２ハウジング３０ｂから脱落することを確実に防止することができる。

第２ハウジング３０ｂと出力ロッド３２の間には、第２ハウジング３０ｂと出力ロッド３２との隙間内に水（水分）や塵埃等が進入することを防止するためにシール機構が設けられている。このシール機構は、伸縮可能な蛇腹部を有するゴム製のブーツ１２０と、ブーツ１２０の両端の嵌合部を締結する異径のバンド１２２ａ、１２２ｂとから構成されている。ブーツ１２０の一端部は、第２ハウジング３０ｂの端部外周面に形成される環状段部１１８に嵌合され、ブーツ１２０の他端部は、出力ロッド３２に形成された環状溝１１９に嵌合するように設けられている。

出力ロッド３２が伸長変位すると、第１ハウジング３０ａ及び第２ハウジング３０ｂ内の室４０ａ、４０ｂの容積が増加し、これとは反対に出力ロッド３２が収縮変位すると、第１ハウジング３０ａ及び第２ハウジング３０ｂ内の室４０ａ、４０ｂの容積が減少する。このため、室４０ａ、４０ｂ内の圧力が変動してトーコントロールアクチュエータ１８の円滑な作動を妨げるおそれがある。しかしながら、本実施形態では、中空の出力ロッド３２の内部空間とブーツ１２０の内部空間とが、出力ロッド３２に形成された通気孔１２４を介して連通しているため、圧力変動がブーツ１２０の変形により緩和され、トーコントロールアクチュエータ１８を円滑に作動させることができる。

第２ハウジング３０ｂには、トーコントロールアクチュエータ１８を伸縮制御する際、出力ロッド３２のストローク位置（変位量）を検出して図示しない制御装置に検出信号をフィードバックするストロークセンサ１２６が配設されている。このストロークセンサ１２６は、出力ロッド３２の外周面にボルト１２８を介して固定される永久磁石１３０と、永久磁石１３０の位置を磁気的に検出するコイル等の検出部１３２が収納されたセンサ本体１３４とを備える。第２ハウジング３０ｂには、出力ロッド３２の変位に伴って永久磁石１３０との干渉を回避するために、軸線Ｌ方向に延在する長溝（開口）１３６が形成されている。

第１実施形態に係るトーコントロールアクチュエータ１８が組み付けられたリヤサスペンション装置１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

図３において、後輪Ｗのトー角を変更すべく図示しない制御装置から出力される駆動信号に基づいてモータ４２を駆動すると、モータ４２の回転軸６０に形成されたサンギヤ７６の回転運動が、遊星歯車機構４４（サンギヤ７６と同時に噛合するリングギヤ７４及びピニオン８４）で減速されてキャリア７８に出力される。キャリア７８の回転運動は、弾性カップリング４６を介して入力フランジ８６に伝達され、入力フランジ８６と一体的に連結された雄ねじ部材１１２を回転させる。雄ねじ部材１１２が回転すると、雄ねじ部材１１２に螺合する雌ねじ部材１１４が軸線Ｌ方向に変位し、雌ねじ部材１１４に連結された出力ロッド３２が第２ハウジング３０ｂから進退動作することで、トーコントロールアクチュエータ１８が伸縮して後輪Ｗのトー角が変更される。

本実施形態では、例えば、雄ねじ部材１１２と入力フランジ８６と弾性カップリング４６とによって構成されるばねマス系の振動系において、雄ねじ部材１１２と雌ねじ部材１１４との摺動面のねじ面に摩擦力を強制力として発生する強制振動（回転振動）を、弾性軸受２００を構成するＯリング２０６の摩擦力によって抑制することができる。これにより、例えば、伸縮アクチュエータ１８の作動時に雄ねじ部材１１２と雌ねじ部材１１４との摺動部位のねじ面に発生するくさび効果による振動を抑制することで、異音や騒音の発生を低減することができる。この結果、本実施形態に係る伸縮アクチュエータ１８を車両に搭載した場合、静粛性の高い車両を得ることができる。

また、本実施形態では、弾性軸受２００を構成するＯリング２０６により弾性的に摩擦力を付与する構造であるため、樹脂製リング２０４が摩耗しても摩擦力が僅かに低減するだけである。従って、本実施形態では、弾性軸受２００による振動抑制の持続期間を長期間とすることができ、長期間にわたって使用される車両に搭載される伸縮アクチュエータ１８としては、好適な状態を長期間にわたって保持することができる。

さらに、本実施形態では、例えば、送りねじ機構４８の雄ねじ部材１１２と比較して外径が大きな入力フランジ８６の外周面８６ａに弾性軸受２００を配置した場合、少ない摩擦力によって大きな摩擦トルクを発生するため、弾性軸受２００への負荷が少なく耐久的な摩耗を少なくすることができる。これにより、本実施形態では、弾性軸受２００による振動抑制の持続期間をより一層長期化することができる。

さらにまた、本実施形態では、雌ねじ部材１１４に対する雄ねじ部材１１２の同軸度のずれや偏芯運動をする場合であっても、弾性軸受２００のＯリング２０６がその弾性力によって追従変位して摩擦力を付与することができるため、製造精度や組付精度が高くなくても適用することができる。従って、部品の加工が容易となり生産性を向上させることができる。これにより、製造コストを低減して、廉価な製品を大量に供給することができる。

さらにまた、入力フランジ８６の外周面８６ａとの接触部分には、例えば、テフロンのような静摩擦係数と動摩擦係数との差が少ない材料で形成された樹脂製リング２０４を用いることで、伸縮アクチュエータ１８の起動時の作動が安定し、振動の起因となりにくくなる。また、テフロンを用いることによって、起動時の特性が安定し、伸縮アクチュエータ１８に対する制御精度を向上させることができる。

図９は、本発明の第２実施形態に係るトーコントロールアクチュエータの軸線Ｌ方向に沿った縦断面図、図１０（ａ）は、雄ねじ部材の軸方向に沿った先端部の外周面に弾性軸受を配置した状態を示す拡大断面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＸＢ−ＸＢ線に沿った断面図、図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）のＣ部の部分拡大断面図、図１１は、第２実施形態における振動系のモデルを示す模式図である。なお、以下に示す実施形態において、第１実施形態に係るトーコントロールアクチュエータ１８及び弾性軸受２００と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図１０（ａ）に示されるように、第２実施形態に係るトーコントロールアクチュエータ１８ａでは、弾性軸受２００ａが雄ねじ部材１１２の軸方向に沿った先端部と出力ロッド３２との間に配置されている点で第１実施形態と相違している。例えば、第１実施形態では、弾性軸受２００が入力フランジ８６の外周面８６ａ側に配置され入力フランジ８６の回転運動のみが付与されるが、第２実施形態における弾性部材２００ａでは、弾性部材２００ａに対し、雄ねじ部材１１２の回転運動と出力ロッド３２の軸方向への摺動運動との両方が付与される。

図１０（ｂ）に示されるように、弾性軸受２００ａを構成する樹脂製リング２０４には、所定の曲率半径を有する断面略Ｒ状の面取り部２１２が設けられている点で弾性軸受２００と相違している。この面取り部２１２は、Ｏリング２０６との接触面側で周方向に沿ったスリット２０２の端面に設けられている。なお、面取り部は、断面略Ｒ状に限定されるものではなく、例えば、断面テーパ状に形成されてもよい。

第２実施形態では、弾性軸受２００ａを、例えば、雄ねじ部材１１２の先端部の外周面に配置した場合、雄ねじ部材１１２の回転方向の振動を抑制することができると共に、雄ねじ部材１１２の軸線Ｌに対する曲げ方向の振動（曲げ振動）を抑制することができる（図１１参照）。これにより、第２実施形態では、伸縮アクチュエータ１８ａのより高い振動レベルを低減することができ、より一層静粛性が高い車両を得ることができる。

図１０（ｃ）中に示される２点鎖線は、樹脂製リング２０４の一端２０４ｂが拡径し、その拡径作用に伴ってＯリング２０６の膨出部２１０が変形した状態を示している。このように、第２実施形態では、Ｏリング２０６との接触面側で周方向に沿ったスリット２０２の端面に面取り部２１２を設けることで、例えば、線膨張によって樹脂製リング２０４が拡径するとき、Ｏリング２０６を円滑に押し退けて変形することができる。これにより、樹脂製リング２０４によるＯリング２０６の膨出部２１０の噛み込みを防止することができる。

図１２（ａ）は、図１０の弾性軸受の第１変形例を示す拡大断面図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線に沿った断面図、図１３（ａ）は、図１０の弾性軸受の第２変形例を示す拡大断面図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線に沿った断面図である。

図１２に示されるように、第１変形例に係る弾性軸受３００では、樹脂製リング２０４のＯリング２０６との接触面側に、雄ねじ部材１１２の軸線Ｌと交差する傾斜面３１０を有する点で相違している。

Ｏリング２０６と接触する樹脂製リング２０４の外径面を傾斜面３１０とすることで、Ｏリング２０６が環状溝２０８内で傾斜面３１０に沿って偏位（オフセット）し、環状溝２０８の内側側壁２０８ａに当接する。これにより、偏位したＯリング２０６による押圧力は、押圧ベクトルＦａと押圧ベクトルＦｒとに分解され、樹脂製リング２０４に対して付与される（図１２（ａ）参照）。この結果、環状溝２０８内に収納された樹脂製リング２０４は、Ｏリング２０６の押圧力Ｆａによって内側側壁２０８ａとその対向する反対側の内側側壁２０８ｂとに当接保持され、樹脂製リング２０４の環状溝２０８内でのガタツキを防止することができる。

また、第２変形例に係る弾性部材４００では、弾性軸受３００と同様に傾斜面３１０が形成されると共に、膨出部２１０の噛み込みを防止する面取り部２１２が形成されている。なお、面取り部２１２の構成乃至作用効果は、弾性軸受２００ａと同一であるため、その詳細な説明を省略する。

図１４は、本発明の第３実施形態に係るトーコントロールアクチュエータの軸線Ｌ方向に沿った縦断面図である。

図１４に示されるトーコントロールアクチュエータ１８ｂでは、第２ハウジング３０ｂの軸方向に沿った先端部の内周面と出力ロッド３２の外周面との間に弾性軸受４００を配置している点で相違している。この弾性軸受４００には、軸線Ｌ方向に沿って変位する出力ロッド３２の摺動運動のみが付与される。その他の構成並びに作用効果は、前記した弾性軸受３００と同一であるため、その詳細な説明を省略する。

なお、第１〜第３実施形態では、車両のリヤサスペンション装置１０に組み込まれるトーコントロールアクチュエータ１８、１８ａ、１８ｂに基づいて説明しているが、これに限定されるものではなく、出力部材を往復動作させる他の伸縮アクチュエータにも適用することができる。

１８、１８ａ、１８ｂ トーコントロールアクチュエータ（伸縮アクチュエータ）
３２ 出力ロッド
４２ モータ（電動機）
４６ 弾性カップリング
４８ 送りねじ機構
７８ キャリア（出力部材）
１１２ 雄ねじ部材（送りねじ軸）
１１４ 雌ねじ部材（送りナット）
２００、２００ａ、３００、４００ 弾性軸受（スリット付軸受）
２０２ スリット
２０４ 樹脂製リング（スリット形成部材）
２０６ Ｏリング
２０８ 環状溝（収納溝）
２１２ 面取り部
３１０ 傾斜面

Claims (3)

1. 送りねじ軸と前記送りねじ軸に螺合する送りナットとからなり、電動機の回転運動を往復直線運動に変換する送りねじ機構と、前記電動機の出力を前記送りねじ機構に伝達する弾性カップリングと、前記送りねじ機構によって変位する出力ロッドとを有する伸縮アクチュエータにおいて、
   前記送りねじ機構を支持するスリット付軸受が設けられ、
   前記スリット付軸受は、周方向の少なくとも一部にスリットが形成されるスリット形成部材と、前記スリット形成部材の外径面に装着されて与圧を付与するＯリングとを備えることを特徴とする伸縮アクチュエータ。
2. 請求項１記載の伸縮アクチュエータにおいて、
   前記スリット形成部材には、断面略Ｒ状又は断面テーパ状の面取り部が設けられ、
   前記面取り部は、前記Ｏリングとの接触面側で周方向に沿った前記スリットの端面に設けられることを特徴とする伸縮アクチュエータ。
3. 請求項１又は請求項２記載の伸縮アクチュエータにおいて、
   前記スリット形成部材及び前記Ｏリングを収納する収納溝が形成され、
   前記スリット形成部材は、前記Ｏリングとの接触面側に、前記送りねじ軸の軸線と交差する傾斜面を有することを特徴とする伸縮アクチュエータ。

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